【现货速发】从零开始学机械

大家一听到机械这个词，会联想到什么呢？汽车、飞机、机器人、电视、手机、洗衣机、吸尘器等。虽然在我们的周围有着各种各样的机械设备，但对于我们来说，只是单纯地购买并使用，因而不会特别地、深入地去了解机械的构造。其中，也会有人查阅说明书，将其性能对比之后再购买。为此，我们需要掌握哪些机械的基础知识好呢？还有，“将来，我要制作机器人与汽车” 也是一些孩子们的理想。那么，在小学和中学里学习过机械制造方法的课程吗？
现在，我们周围的机械设备，看起来结构非常复杂而且是运动的。因此，普通人即使想学机械工程学，也会感到无从学起。不过，无论运动多么复杂的机械，从组成机械结构的构件来看，也都是由螺栓和齿轮等组合而成。还有，看起来复杂的每个零件其材料都离不开金属和塑料等范围。然后，用什么方法将这些材料加工成零件呢？当然，要深入地理解机械的世界，还需要走漫长的路，不过通过系统地学习这方面的知识和技术，这条路就会变得简单明了。
无论什么知识都有基本的学习方法，在小学和初中系统地学习了数学及英语等方面的知识。在中学学习的制造基础的“技术科”课程（日本初中开的一门课程）中，就有机械工程学方面的知识。但是，现在这门课程的课时越来越少，很难系统地掌握这方面的内容。另一方面，为中学生编写的机械工程学入门书和学习指南也是难以见到的，这就造成无法系统地学习这方面的有关内容。因此，这是我们成长过程中的一大缺憾，即使成年后想学习机械工程学，也会因为没有在小学与中学时学习过的记忆，而不知道到底从哪里开始学习。
当然，并不是所有人都想制造机械和从事机械制造方面的工作，也有人认为只有一部分人去学就可以了。但是，正因为机械的世界是深奥的，所以，你不认为不了解我们身边的产品结构是一件非常遗憾的事情吗？还有，我认为，为了对今后出现的服务于社会的机械有正确的判断，学习机械工程学的基础知识，也是我们生活在科技飞速发展的时代所需要的。
与机械工程方面有关的工作，涉及从技术学校毕业进入乡镇街道企业，以及到理工科大学毕业从事研究开发等工作，其范围非常广泛。机械制造的产品也是从单件产品的试制到大批量生产，有各种各样的形式。另外，即使不是直接从事产品制造工作，哪怕是从事相关的销售工作，当销售产品与机械相关联时，了解产品的结构与制造方法等必然会促进工作的展开。
本书面向机械工程学的初学者，介绍机械工程学的基本知识。读者群体包含中学生及成年人，不限于年龄。本书内容的架构并不是机械工程学所涉及知识的罗列。本书系统地总结了多年来我的教学经验和实践中的知识，包括工业职高机械专业与初中技术课中的机械工程学领域的知识，以及通过大学机械工程学科和乡镇街道工厂的实地考察所得到的机械技术的实践知识。那么，本书的宗旨不是让读者片面地了解机械工程学，而是将本书作为开始学习机械工程学基础知识的指南，并得到活用。
本书没有将机械世界的全部内容收罗其中，只是希望这本书作为“走向机械工程学的简易指南书”，为读者带来进入机械世界的乐趣，让读者渴望更加深入地了解机械世界。若能使读者边读边享受，本人将感到荣幸。

门田和雄

本书通俗易懂地介绍了机械工程的基本概念和知识，主要包括机械的运动机构、制造方法、常用的材料、使用环境、传感器与执行元件、控制方法等。本书叙述语言简练、图文并茂，增加了图书的趣味性和可读性。
本书既可以供相关专业的大专院校师生参考，亦可作为对机械产品或机械装备感兴趣的人员学习机械的简易指南书。

门田和雄
东京学艺大学教育学院本科毕业、同大学研究生院教育研究学科（技术教育专业）硕士毕业，东京工业大学研究生院综合理工研究课（微机械专业）博士毕业，工学博士。
现在，担任东京工业大学附属科技职业高级中学教师。以机械技术教育的实践和研究为主，进行了与机械和机器人相关的各种研究活动。
主要的著作有《支撑生活的螺丝的秘密》（翻译的出版社名：科学出版社）、《新机械的教科书》、《图说机械要素的基础》、《图说机器人学的基础》（日刊工业新闻社）等。

李连进，天津商业大学机械与包装工程系，天津市食品包装机械协会副秘书长，系主任、教授，工学博士，日本留学回国人员，现担任天津商业大学机械与包装工程系主任、天津市食品包装机械协会副秘书长，主讲包装机械。
    具有东北大学机械与自动化学院、机械电子部军工研究所、佳能株式会社研究所等单位的设计和制造经验，主持（或参加）了国家“863”、天津市科技重点支撑项目、*重点课题、企业横向课题近十余项研究课题。在国内外期刊和国际会议上发表论文80余篇（其中Sci和EI收录20余篇），出版了两部教材，获得天津市科学技术进步2等奖和3等奖以及国家冶金科技2等奖各、其它省部级奖励4项，取得国家发明专利8项。
    现在主要从事包装机械的设计制造工作，同时组织包装企业技术人员的培训工作。
    机械与包装工程系在2010年被中国包装联合会评为包装教育先进单位。

第1章　制造坚固的机械  1
1.1 　何为机械  2
1.2 　机械的承载能力  4
（1）寻求方案  9
（2）应变的定义  10
（3）应力集中  11
（4）复合材料  18
1.3 　材料的硬度  20
1.4 　材料的冲击强度  23
机械专栏 　金属的疲劳  24
第2章　机械运动机构  25
2.1 　机械运动  26
2.2 　机械机构  29
（1）曲柄滑块机构  29
（2）连杆机构  30
（3）凸轮机构  31
2.3 　机械零件  33
（1）螺纹  34
（2）齿轮  36
（3）带和链  41
（4）轴  43
（5）联轴器  44
（6）轴承  45
（7）弹簧  46
机械专栏 　机构的模型  48
第3章　多样的机械加工方法  49
3.1 　机械制造  50
3.2 　手工加工  51
（1）划线工序  51
（2）定心工序  52
（3）切断加工  53
（4）弯曲加工  54
（5）锉削加工  55
（6）钻孔加工  56
（7）螺纹加工  58
3.3 　切削加工  60
（1）车床车削  60
（2）铣床铣削  61
3.4 　磨削加工  63
3.5 　焊接  65
（1）气焊  65
（2）电弧焊接  67
（3）点焊  68
（4）钎焊  68
3.6 　铸造  70
3.7 　塑性加工  73
（1）锻造  73
（2）冲压加工  74
（3）轧制加工  74
（4）挤压加工  75
（5）拉拔加工  75
（6）辊轧成形  76
3.8 　电火花加工  77
机械专栏 　螺纹的加工方法  79
第4章　制造机械用的各种材料  81
4.1 　钢铁材料  82
（1）碳素钢（carbon steel）  84
（2）钢铁材料术语  84
（3）合金钢（alloy steel）  85
（4）铸铁（cast iron）  87
4.2 　铝材料  90
（1）1000（纯铝）  91
（2）2000（Al-Cu系合金）  91
（3）3000（Al-Mn系合金）  92
（4）4000（Al-Si系合金）  92
（5）5000（Al-Mg系合金）  93
（6）6000（Al-Mg-Si合金）  93
（7）7000（Al-Zn-Mg合金）  93
4.3 　铜材  94
（1）1000（纯铜）  94
（2）2000（Cu-Zn合金）  95
（3）3000（Cu-Zn-Pb合金）  96
（4）4000（Cu-Zn-Sn合金）  96
（5）5000（Cu-Sn合金）  96
（6）6000（Cu-Fe-Zn-Al-Me合金）  96
（7）7000（Cu-Ni合金、Cu-Ni-Zn合金）  96
4.4 　钛材料  98
（1）纯钛  98
（2）钛合金  99
4.5 　塑料材料  100
（1）聚甲醛树脂（POM）  100
（2）聚酰胺（PA）  101
（3）聚碳酸酯（PC）  101
（4）聚醚醚酮（PEEK）  101
（5）MC尼龙（聚己内酰胺）  101
4.6 　陶瓷材料  103
（1）结构用陶瓷材料  103
（2）生物用陶瓷  104
4.7 　复合材料  105
（1）塑料基体的复合材料  105
（2）陶瓷基体的复合材料  107
第5章　工作在水或空气中的机械  109
5.1 　流体的性质  110
（1）何为流体  110
（2）密度  111
（3）压强  113
（4）水压  114
（5）大气压  115
5.2 　流体力学  117
（1）浮力  117
（2）浮力与重力的平衡  118
（3）帕斯卡原理  118
（4）压强的关系  119
（5）运用在机械设计中的帕斯卡原理  120
（6）层流与紊流  121
（7）连续性法则  123
（8）伯努利定理  125
5.3 　与流体有关的机械  127
（1）飞机  127
（2）水轮机  128
（3）风车  129
（4）泵  130
（5）油压机与空气压缩机  131
第6章　热工机械  133
6.1 　热的性质  134
（1）何为热  134
（2）什么是温度  135
（3）能量  136
（4）热量与比热容  136
6.2 　热力学  139
（1）波义耳-查理定理  139
（2）气体的状态方程  140
（3）热力学定律  140
（4）理想气体的状态变化  141
（5）热力学第二定律  143
（6）熵  144
6.3 　利用热能运转的机械  145
（1）卡诺循环  145
（2）蒸汽机  146
（3）汽油发动机  148
（4）柴油发动机  151
（5）燃气涡轮发动机  153
第7章　机械用传感器与执行元件  155
7.1 　开关和传感器  156
（1）何为开关  156
（2）开关的类型  156
（3）何为传感器  158
（4）传感器的类型  159
7.2 　执行元件  164
（1）何为执行元件  164
（2）执行元件的类型  165
7.3 　模拟量的输入输出  173
（1）模拟量与数字量  173
（2）模拟量输入和传感器  174
（3）模拟量输出和执行元件  175
（4）计数输入  176
（5）模拟量输入输出装置的设计  177
第8章　巧妙的机械控制  179
8.1 　何为控制  180
（1）手动控制和自动控制  180
（2）控制的类型  180
8.2 　顺序控制  185
（1）逻辑电路  185
（2）自锁电路  186
（3）定时器  188
（4）顺序控制的程序（编程）  189
（5）PLC  190
8.3 　反馈控制  191
（1）传递函数与结构图  191
（2）典型环节的传递函数  192
（3）结构图的等价变换与化简  195
（4）控制系统的响应  197
后　记 202

本书通俗易懂地介绍了机械工程的基本概念和知识，主要包括机械的运动机构、制造方法、常用的材料、使用环境、传感器与执行元件、控制方法等。本书叙述语言简练、图文并茂，增加了图书的趣味性和可读性。
本书既可以供相关专业的大专院校师生参考，亦可作为对机械产品或机械装备感兴趣的人员学习机械的简易指南书。

门田和雄
东京学艺大学教育学院本科毕业、同大学研究生院教育研究学科（技术教育专业）硕士毕业，东京工业大学研究生院综合理工研究课（微机械专业）博士毕业，工学博士。
现在，担任东京工业大学附属科技职业高级中学教师。以机械技术教育的实践和研究为主，进行了与机械和机器人相关的各种研究活动。
主要的著作有《支撑生活的螺丝的秘密》（翻译的出版社名：科学出版社）、《新机械的教科书》、《图说机械要素的基础》、《图说机器人学的基础》（日刊工业新闻社）等。

李连进，天津商业大学机械与包装工程系，天津市食品包装机械协会副秘书长，系主任、教授，工学博士，日本留学回国人员，现担任天津商业大学机械与包装工程系主任、天津市食品包装机械协会副秘书长，主讲包装机械。
    具有东北大学机械与自动化学院、机械电子部军工研究所、佳能株式会社研究所等单位的设计和制造经验，主持（或参加）了国家“863”、天津市科技重点支撑项目、*重点课题、企业横向课题近十余项研究课题。在国内外期刊和国际会议上发表论文80余篇（其中Sci和EI收录20余篇），出版了两部教材，获得天津市科学技术进步2等奖和3等奖以及国家冶金科技2等奖各、其它省部级奖励4项，取得国家发明专利8项。
    现在主要从事包装机械的设计制造工作，同时组织包装企业技术人员的培训工作。
    机械与包装工程系在2010年被中国包装联合会评为包装教育先进单位。